Guia de seleção de equipamentos Ex

O processo de seleção

A seleção de equipamentos Ex requer a resposta a seis perguntas, por ordem:

1. Em que zona se encontra o equipamento? → Determina a categoria mínima (1, 2 ou 3)
2. Que gás ou poeira está presente? → Determina o grupo de gás (IIA/IIB/IIC) ou grupo de poeira (IIIA/IIIB/IIIC)
3. Qual é a temperatura de autoignição? → Determina a classe de temperatura (T1–T6) ou a temperatura máxima da superfície
4. O que o equipamento faz? → Determina os métodos de proteção adequados (Ex d, Ex i, etc.)
5. Em que ambiente opera? → Determina a classificação IP, os materiais, a gama de temperaturas ambientes (ver requisitos de instalação)
6. Quais são os parâmetros elétricos? → Tensão, corrente, potência, frequência

Cada resposta restringe o campo até obter uma lista restrita de opções em conformidade. Verifique a certificação antes de comprar. Em seguida, escolha com base no custo, disponibilidade e adequação. Verifique a marcação do equipamento para confirmar a conformidade.

Etapa 1: Zona → Categoria

Corresponda a zona à categoria de equipamento ou EPL necessária:

Zonas de gás/vapor

Zonas de poeira

Regra fundamental: equipamentos de categoria superior podem sempre ser usados em zonas de menor risco. A categoria 1 funciona em qualquer lugar; a categoria 3 apenas na zona 2/22.

Passo 2: Gás/Pó → Grupo

Para gás/vapor

Identifique o gás e encontre o seu grupo:

Em caso de dúvida, use IIC. Funciona para todos os gases, aumenta o custo (~10–30% mais do que IIA), mas elimina o risco se a composição do gás mudar.

Para poeira

Os equipamentos marcados com III (sem letra) abrangem todos os tipos de pó (IIIA, IIIB, IIIC). Os equipamentos marcados com IIIC abrangem apenas IIIC.

Passo 3: Temperatura → Classe T ou temperatura máxima da superfície

Para gás/vapor

Encontre a temperatura de autoignição (AIT) do gás e selecione equipamentos com uma classe T abaixo desse valor:

Margem de segurança: A classe T do equipamento deve ser pelo menos uma classe abaixo do AIT do gás. Por exemplo, se AIT = 200 °C, use T3 (200 °C) ou mais frio, não T2 (300 °C).

Para poeira

O pó utiliza marcação direta de temperatura (não classes T). A temperatura máxima da superfície do equipamento deve ser:

• ⅔ da MIT da nuvem de poeira (temperatura mínima de ignição da nuvem de poeira)
• 75 °C abaixo da temperatura de ignição da camada (LIT) para uma camada de 5 mm

Use o que for mais restritivo.

Exemplo: A farinha de trigo tem MIT = 440 °C, LIT (5 mm) = 220 °C.

• Limite da nuvem: ⅔ × 440 = 293 °C
• Limite da camada: 220 - 75 = 145 °C
• Use T145 °C ou menos (o limite da camada é determinante)

Etapa 4: Aplicação → Método de proteção

Escolha o método de proteção com base na função do equipamento e no nível de potência:

Classificação de custo (de baixo para alto): Ex nA (apenas Zona 2) < Ex e < Ex ia/ib < Ex d < Ex m < Ex p

Classificação por peso (leve a pesado): Ex ia < Ex e < Ex m < Ex d < Ex p

Fluxograma de decisão

Escolher entre Ex d e Ex i

Is the power < 20 W?
├─ Yes → Consider Ex i (intrinsic safety)
│  └─ Is it a sensor, transmitter, or low-power control circuit?
│     ├─ Yes → Ex i is ideal
│     └─ No → Check if barriers/isolators fit the system architecture
│
└─ No → Use Ex d or Ex e
   └─ Does it have arcing/sparking parts (relays, switches, motors)?
      ├─ Yes → Ex d (flameproof)
      └─ No → Ex e (increased safety) is cheaper and lighter

Equipamento da Zona 0

Zone 0 requires EPL Ga. Options:
├─ Ex ia (intrinsic safety, 2-fault tolerance)
├─ Ex ma (encapsulation, 2-fault protection)
└─ Special Ex d or Ex px designs (rare, very expensive)

→ 95% of Zone 0 installations use Ex ia.

Equipamento da Zona 2

Zone 2 has relaxed requirements. Options:
├─ Ex nA (non-sparking, cheapest)
├─ Ex nC (enclosed, sparking allowed but enclosed)
├─ Ex nR (restricted breathing)
├─ Any higher-rated equipment (Ex d, Ex e, Ex i)

→ Use Ex nA for motors/lights when possible (cost savings).
→ Use Ex e for terminal boxes (good practice even though Ex nA would suffice).

Equipamento por setor

Petróleo e gás (plataforma offshore)

• Motores principais (bombas, compressores): Ex d IIC T3, Categoria 2 G
• Iluminação: luminárias LED Ex d IIC T4, IP66
• Caixas de junção: Ex e IIC T6, aço inoxidável (ambiente marítimo)
• Transmissores: Ex ia IIC T4, loops de 4–20 mA com barreiras em área segura
• Painéis de controlo: Ex px IIB T4 (invólucros pressurizados em módulos da Zona 1)

Processamento químico

• Motores agitadores: Ex de IIB T3 (motor à prova de explosão combinado, caixa de terminais de segurança aumentada)
• Sensores de processo: Ex ia IIC T4–T6, dependendo do solvente
• Analisadores: Caixas Ex d IIB T4 ou armários purgados Ex p
• Instrumentos de campo: Ex ib IIC T5 para Zona 1, Ex ia para loops críticos

Farmacêutico (processamento de solventes)

• Panelas de revestimento de comprimidos: Motores Ex d IIA T3 (vapor de álcool = IIA)
• Equipamento de extração: Ex d IIB T4 (etanol/IPA = IIA, mas use IIB para margem)
• Instrumentação: Ex ia IIC T4 (alguns solventes são IIB)
• Iluminação: LED Ex d IIA T4, IP66 (ambiente de lavagem)

Manuseamento de grãos (poeira)

• Motores de elevadores de caçambas: Ex tb IIIB T135°C Db, IP6X
• Sensores de nível do silo: Ex ia IIIB (alguns sensores certificados para poeira)
• Iluminação: Ex tb IIIB T135°C Db, IP6X, LED
• Motores transportadores: Ex tb IIIB T120°C Db

Cabine de pintura

• Motor do exaustor: Ex d IIA T3 (vapor de solvente)
• Iluminação: Ex d IIA T4 LED (interior da cabine = Zona 1)
• Controlos: Estações de botões Ex e IIA T6
• Intertravamentos: circuitos de segurança Ex ia IIA

Passo 5: Ambiente → Classificação IP e materiais

Seleção da classificação IP

Seleção de materiais

• Alumínio (AlSi10Mg, LM6): Leve, adequado para a maioria dos ambientes. Evitar em áreas altamente corrosivas.
• Aço inoxidável (316L): Marítimo, offshore, exposição a produtos químicos. Mais pesado e mais caro do que o alumínio.
• Latão: Pequenos componentes (prensa-cabos, conectores). Boa resistência à corrosão.
• Plástico/GRP: invólucros Ex e, Ex tb. Leve, à prova de corrosão. Não adequado para Ex d (não resiste a explosões internas).
• Revestimentos: Revestimento em pó, epóxi ou tinta de qualidade marítima para alumínio. Evite pintar juntas à prova de chamas.

Erros comuns na seleção

1. Utilizar equipamento da Zona 2 na Zona 1

A categoria 3 (Gc) é adequada apenas para a Zona 2. A sua instalação na Zona 1 viola os requisitos ATEX/IECEx e cria um risco real de ignição.

2. Incompatibilidade do grupo de gases

Instalação de equipamento com classificação IIA numa atmosfera de hidrogénio (IIC). As folgas à prova de chamas são demasiado largas e os limites de energia de ignição são demasiado elevados. A explosão propagar-se-á.

3. Erro na classe de temperatura

Utilização de equipamento T3 (200 °C máx.) com vapor de gasolina (AIT ~230 °C). A superfície do equipamento pode atingir 200 °C, o que é demasiado próximo do limiar de ignição. Utilize T4 (135 °C) ou mais frio.

4. Subespecificação da classificação IP

Especificação de IP54 para instalações costeiras ao ar livre. A entrada de água e a corrosão salina danificarão o equipamento em poucos meses. Use IP66/67 no mínimo para ambientes marinhos.

5. Erros de projeto do sistema Ex i

Exceder os limites de capacitância do cabo. A barreira/isolador permite 100 nF, o dispositivo de campo tem 50 nF de capacitância interna e o cabo tem 50 nF/100 m. A instalação de 150 m de cabo (75 nF) excede o orçamento total (100 nF). Risco de explosão se ocorrer uma falha.

6. Ignorar os limites de temperatura ambiente

O equipamento padrão é classificado para -20 °C a +40 °C. Instalá-lo num deserto (55 °C ambiente) ou localização ártica (-40 °C) sem verificar a classificação de temperatura estendida. A classe T é calculada na temperatura ambiente máxima — excedê-la altera a temperatura da superfície.

Lista de verificação de seleção

1. ☐ Confirmar a classificação da zona a partir do desenho de classificação da área
2. ☐ Identifique todos os gases/poeiras que possam estar presentes (verifique os dados do processo, fichas de dados de segurança)
3. ☐ Determine o grupo de gás: IIA, IIB ou IIC
4. ☐ Encontre a temperatura de autoignição (AIT) para gás ou MIT/LIT para poeira
5. ☐ Selecione a classe de temperatura ou a temperatura máxima da superfície
6. ☐ Corresponda a categoria/EPL à zona (Categoria 1 para Zona 0, Categoria 2 para Zona 1, Categoria 3 para Zona 2)
7. ☐ Escolha o método de proteção com base na aplicação (Ex d para motores, Ex i para sensores, etc.)
8. ☐ Especifique a classificação IP para o ambiente (IP66 para exterior/offshore)
9. ☐ Verifique a faixa de temperatura ambiente (-20 a +40 °C padrão; estendida, se necessário)
10. ☐ Para Ex i: calcular os parâmetros da entidade (Ui/Ii vs Uo/Io, Ci/Li vs Co/Lo + cabo)
11. ☐ Verifique se os parâmetros elétricos (tensão, corrente, frequência) correspondem ao fornecimento
12. ☐ Obter o certificado do equipamento e verificar se corresponde a todos os requisitos

Tópicos relacionados

• Classificação de zonas — Compreender as zonas 0/1/2 e 20/21/22
• Grupos de gás — IIA, IIB, IIC explicados
• Classes de temperatura — Tabelas T1–T6 e AIT
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